Contoh Soal Energi Listrik

Contoh Soal Energi Listrik -   Sebelum belajar lebih lanjut tentang energi listrik, kalian harus mengenal istilah energi. Energi merupakan kemampuan benda untuk melakukan usaha. Energi listrik adalah energi yang dihasilkan oleh muatan listrik akibat gerakan elektron dalam konduktor dimana gerakan elektron ini didorong adanya medan listrik. Listrik merupakan salah satu bentuk energi yang sangat penting bagi kehidupan manusia. Seperti yang kalian ketahui hampir seluruh peralatan membutuhkan listrik sebagai sumber energinya. Sumber energi untuk menghasilkan listrik bermacam-macam, contohnya air, angin, panas bumi, matahari (sel surya), minyak, batu bara, dan nuklir. Sumber energi tersebut dimanfaatkan untuk membuat pembangkit listrik yang terdiri atas generator sebagai bagian utama. Generator memanfaatkan prinsip kerja medan magnet dan berfungsi untuk mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. Lalu bagaimana merumuskan hubungan antara energi listrik, kuat arus, dan tegangan? Energi listrik sebanding dengan tegangan (V ), kuat arus (I ), dan waktu (t ). Secara matematis dituliskan sebagai berikut.

$W=VIt$

Dengan W merupakan energi listrik dan memiliki satuan Joule (J). Namun, dalam kehidupan sehari-hari, besar energi listrik dituliskan dalam satuan kWh yaitu kilowatt hour. Bisakah kalian menghitung berapa joule kah 1 kWh itu?

$\mathrm{k}\mathrm{W}\mathrm{h}=1\mathrm{k}\mathrm{i}\mathrm{l}\mathrm{o}\times 1\mathrm{W}\times 1\mathrm{j}\mathrm{a}\mathrm{m}$

$1\mathrm{k}\mathrm{W}\mathrm{h}=1000\times 1\mathrm{W}\times 3600\mathrm{s}$

$1\mathrm{k}\mathrm{W}\mathrm{h}=\mathrm{3.600.000}\mathrm{W}\mathrm{s}$

$1\mathrm{k}\mathrm{W}\mathrm{h}=3,6\times {10}^6\mathrm{J}$

Menurut hukun Ohm, besar kuat arus setara dengan perbandingan antara tegangan dan hambatannya, sehingga persamaan energi listrik dapat dituliskan sebagai berikut.

$W=VIt$

$W=V\frac{V}{R}t$

$W=\frac{V^2}{R}t$

Keterangan:
W = energi listrik (J);
V = tegangan listrik (V);
I = kuat arus (A);
t = selang waktu (s); dan
R = Hambatan (Ohm).

Contoh Soal

Ibu memasak nasi menggunakan rice cooker dengan tegangan 220 V mengalir arus 10 A selama 20 menit. Berapakah besar energi listrik yang diperlukan rice cooker agar dapat memasak nasi?
Penyelesaian
Diketahui:
V = 220 V
I = 10 A
t = 20 menit = 1.200 s
Ditanyakan: W?
Jawab:

$W=VIt$

$W=\left(220\right)\left(10\right)\left(1200\right)$

$W=2640.000$J

$W=2640$kJ

Jadi, energi listrik yang diperlukan adalah 2.640 kJ.

S1

Anton memanaskan 500 gr air bersuhu 25o C menggunakan ketel pemanas yang disambungkan dengan tegangan 220 V dan arus 3 A. Waktu yang diperlukan untuk memanaskan air sampai suhu 100o C adalah .... (cair = 4.200 J/KgoC)

S2

Lampu LED dengan hambatan 12 Ohm dihubungkan pada sumber tegangan 220 V selama 5 jam. Energi listrik yang dihasilkan adalah ....

S3

Sebuah komputer dinyalakan mulai pukul 08.00 hingga pukul 17.00. Komputer dimatikan sejenak selama istirahat siang pada pukul 12.00 hingga 13.30. Komputer tersebut dihubungkan dengan sumber tegangan 220 V dan kuat arus 2,5 A. Bila harga tiap kWh sebesar Rp 450, maka dalam sehari biaya untuk menyalakan komputer sebesar ....

S4

Sumber energi yang dimanfaatkan sebagai pembangkit listrik di Indonesia, yaitu ....

S5

Sebuah aki memiliki ggl 24 V dengan hambatan 3 Ohm. Usaha yang dilakukan aki selama 10 s adalah ....

S6

PLN mematok tarif listrik sebesar Rp500,00 per kWh. Jika di rumah Nina terdapat 7 buah lampu dengan hambatan 2 Ohm dan tegangan 110 V, maka lama lampu harus dinyalakan agar biaya penggunaan listrik yang dibayar sebesar Rp10.000 adalah ....

S7

Lampu A dan B harus dihubungkan dengan sumber tegangan yang sama agar dapat menyala terang. Jika hambatan lampu A 3 kali lebih besar dari lampu B, maka lampu yang lebih hemat saat digunakan dalam rentang waktu yang sama adalah ....

S8

Sebuah lampu LED dihubungkan pada sumber tegangan 220 V. Dalam waktu 1 s, muatan 3 C mengalir pada lampu sehingga lampu dapat menyala. Lampu mengeluarkan kalor sebesar 3 kalori dan lima menit kemudian lampu tersebut dimatikan. Besarnya energi listrik yang diubah menjadi cahaya pada lampu tersebut adalah ....

S9

Setrika merk A membutuhkan arus sebesar 3,5 A dan digunakan 2 jam sehari dan setrika merk B membutuhkan arus 7 A dan dinyalakan 3 jam sehari. Bila kedua setrika ini dihubungkan pada sumber tegangan yang sama, maka pernyataan yang benar berikut ini adalah ....

S10

Perhatikan gambar rangkaian berikut.

Bila diketahui tegangan jepit sumber tegangan adalah 24 V dan rangkaian listrik tersebut bekerja selama 10 s, maka energi listrik yang dihasilkan pada rangkaian tersebut adalah ....

Share this post